Đồ án tốt nghiệp : Khảo sát hệ thống thông tin vệ tinh

HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 1/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng B GIÁO DC VÀ ÀO TO TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP.HCM KHOA: IN - IN T NGÀNH: IN T VIN THÔNG   LUN VN TT NGHIP  tài: KHO SÁT H THNG THÔNG TIN LIÊN LC V TINH IM NI IM (POINT-TO-POINT SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM) GVHD: NGUYN HUY HÙNG SVTH: TRN QUANG NGC LP : 03DT02 Tháng 10 – 2006 HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 2/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng LI CÁM N Trong sut thi gian nghiên cu và kho sát ti các đài v tinh thuc Trung Tâm VTQT KV2, cng nh trong quá trình vit báo cáo lun vn này, chúng tôi đã đc s giúp đ, h tr ca Ban Giám c Trung tâm VTQT KV2, ca ging viên trng i Hc DL K Thut Công Ngh, và ca nhiubn bè đng nghip. Nay tôi chân thành gi li cm n đn : - Thy Nguyn Huy hùng - Thc S - Ging viên Trng i Hc DL K Thut Công Ngh TP.HCM hng dn thc hin lun vn. - Ban Giám c Trung tâm VTQT KV 2 tn tình giúp đ to kiu kin cho tôi kho sát và hoàn thành lun vn. - i ng k thut Trung tâm VTQT KV 2, các đng nghip, bn bè đã b sung t ài liu k thut, kin thc, giúp đ, đng viên chúng tôi trong thi gian qua. Sinh viên thc hin Trn Quang Ngc HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 3/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng LI M U Ngày nay, thông tin v tinh đã phát trin rng rãi trên toàn th gii vi các k thut mi ngày càng hoàn thin hn. Ti Vit Nam, d kin v tinh Vinasat s đc phóng vào nm 2008. V tinh VINASAT có kích c trung bình dung lng 20 b phát đáp bng C và bng Ku, phi đm bo các ch tiêu v k thut, cht lng dch v theo tiêu chun quc t, không gây can nhiu đn các h thng thông tin khác trong quá trình khai thác qua v tinh và có tui th 15 đn 22 nm. VINASAT có công sut bc x tng đng vi các v tinh đang hot đng trong khu vc. C th, vùng ph sóng ca bng C s gm các quc gia: Nht Bn, Triu Tiên, mt phn Trung Quc, các nc ASEAN và đông châu Úc; vùng ph sóng bng Ku gm các nc ông Dng, Bin ông và các vùng lân cn. Vic hoàn thành d án s là bc tin đáng k khi v tinh Vinasat giúp h thng mng truyn thông không còn ph thuc vào đa hì nh và 100% thôn, xã trong c nc s có đin thoi cng nh đc ph sóng phát thanh, truyn hình. D kin, d án này s tin hành trong thi gian 26- 28 tháng ch to v tinh. Cùng vi s kin Vit nam chun b phóng v tinh Vinasat, vic trin khai thng mi hoá đ tn dng ti đa thi gian trên qu đo ca v tinh đang đc B Bu chính Vin thông trin khai. Sau khi v tinh đa vào qu đo, s có rt nhiu d án s dng đng truyn v tinh. Có ba d án là d án thit lp các trm mt đt phc v thông tin liên lc cho quân đi, d án thit lp các trm mt đt phc v thông tin liên lc cho lc lng công an và đm bo an toàn, an ninh thông tin v tinh, d án thit lp các trm mt đt phc v các nhu cu công ích ca Ðài Truyn hình Vit Nam. Riêng vi d án ca Ðài Truyn hình Vit Nam, hin c quan này đang hoàn thin Trung tâm phát hình Vnh Yên theo đ án đã đc Chính ph phê duyt vi s vn khong 34 triu USD nhm ngay khi v tinh Vinasat đc đa lên qu đo thì Ðài Truyn hình Vit Nam có th chuyn sang s dng ngay v tinh Vinasat. Mt d án na phi thc hin đu tiên và đang trong giai đon hoàn thành, đó là d án đng ký và phi hp v trí qu đo v tinh đa tnh do Tng cc Bu đin làm ch đu t. HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 4/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng Mc tiêu ca báo cáo lun vn này này là kho sát mt ng dng nh trong thông tin v tinh. ó là ng dng truyn s liu qua thông tin liên lc v tinh theo phng thc đim ni đim. Vì đc thc hin trong mt thi gian ngn nên dù đã c gng ht sc nhng lun vn còn nhiu hn ch và sai sót. Tôi rt mong nhn đc s góp ý ca quý thy cô và bn bè. Xin chân thành cám n. Sinh viên thc hin Trn Quang Ngc HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 5/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng CHNG 01 TNG QUAN V THÔNG TIN V TINH HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 6/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng 1 CHNG 01: TNG QUAN V THÔNG TIN V TINH 1.1 Khái nim c bn v thông tin v tinh: H thng thông tin liên lc gia 02 đim cách xa nhau v mt đa hình có th s dng nhiu phng thc, và phng thc s dng thông tin v tinh là mt trong các phng thc đó mà ta s kho sát trong lun vn này. 1.1.1 H thng thông tin v tinh c bn Mt h thng thông tin v tinh có th đc xem là bao gm: • Mt v tinh vin thông bay trên qu đo. • Các trm mt đt (Earth Station) mà có th truy cp đn v tinh đó. Hình 1: S đ c bn mt h thng thông tin v tinh.  tit kim bng thông và công sut máy phát, ngi ta đã ng dng k thut s vào vic thit lp kênh truyn dn qua v tinh, thay cho k thut tng t trc đây. Mt kênh truyn dn v tinh có th phân làm 02 hng: - Hng lên (Uplink) : là hng t trm mt đt lên v tinh. - Hng xung (Downlink): là hng t v tinh xung trm mt đt. Satellite HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 7/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng Hình 2: Uplink và Downlink cho mt kênh truyn v tinh. 1.1.2 Qu đo v tinh vin thông V đc tính qu đo ca v tinh, có 03 loi qu đo v tinh: 1. Qu đo đa tnh (Geostationary Earth Orbit - GEO) : là qu đo có khong cách t v tinh đn b mt trái đt là 35.768 km (hoc 22.300 dm Anh). c đim ca v tinh thuc qu đo đa tnh s đc kho sát trong phn sau. 2. Qu đo tm trung (Medium Earth Orbit – MEO) là qu đo có khong cách t v tinh đn b mt trái đt là khong t 12.800 km đn 35.768 km. Qu đo MEO cao hn qu đo LEO và thp hn qu đo GEO. Vùng ph sóng ca v tinh này rng hn so vi ca v tinh thuc qu đo tm thp LEO.Ngày nay có ít công ty s dng qu đo này. HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 8/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng 3. Qu đo tm thp (Low Earth Orbit - LEO) là qu đo có khong cách t v tinh đn b mt trái đt là 800 – 1.600 km. Các v tinh trên qu đo này gn trái đt hn rt nhiu so vi v tinh đa tnh (GEO’s) và do đó v tinh tm thp thng nh hn và s dng thit b r tin hn đ cung cp thông tin liên lc và các ng dng r tin hn. Tuy nhiên đ ph sóng toàn trái đt thì 01 h thng LEO cn phi có nhiu v tinh. Chng hn nh chùm v tinh ca hãng Iridium cung cp dch v đin thoi di đng v tinh vi chùm 66 v tinh. Hãng GlobalStar có chùm 48 v tinh. Hình 3: Các loi qu đo v tinh 1.1.3 c đim v tinh đa tnh. V tinh đa tnh có qu đo song song đng xích đo ca trái đt. V trí ca v tinh đc xác đnh bng kinh đ ông hoc kinh đ Tây. Ví d : - v tinh Thaicom 3 có kinh đ là 78.5 đ ông. HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 9/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng - v tinh Ipstar có kinh đ là 119.5 đ ông. Vùng ph sóng ca v tinh (Footprint) chim khong 1/3 din tích trái đt.V trí ca v tinh luôn luôn không đi so vi mt đt đ đm bo thông tin liên tc 24/24 vi h thng anten c đnh. Hình 4: Vùng ph sóng chim khong 1/3 din tích trái đt Các h thng v tinh đa tnh bao gm: V tinh quc t 1. Intelsat : là h thng v tinh ln nht th gii, cung cp đng truyn gia các quc gia. 2. Interspunik : là h thng phc v cho Nga, các nc SNG, và các nc ông âu. 3. Inmarsat : là h thng phc v cho liên lc hàng hi và các phng tin di đng – trên bin, trên không và trên mt đt. V tinh khu vc 1. Eutelsat : là h thng phc v các nc Tây Âu. 2. Asiasat : là h thng phc v các nc ông Á. 3. Arabsat : là h thng phc v các nc Tây Á. V tinh quc gia HUTECH Lun vn tt nghip Trng H DL KTCN TP.HCM _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 10/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng 1. Chinasat (Trung quc). 2. Thaicom (Thailand). 3. Insat (n đ). 4. Vinasat (Vit Nam) … 1.1.4 c đim c bn ca thông tin v tinh • u đim: • Cht lng cao, n đnh. • Có kh nng phc v thông tin bng rng. • Cu trúc đn gin & trin khai nhanh • Lp đt d dàng, c đng cao • Chi phí bo dng thp • Có kh nng điu khin và giám sát mng cng nh tham s ca tng trm • Kh nng đa truy cp phc v nhiu đi tng • Cung cp đa dch v trc tip i. Thoi/ fax ii. D liu/Internet iii. Video. • Nhc đim : • Có đ tr tín hiu (~ 500ms). • Ph thuc vào vùng ph sóng ca v tinh. • Phi chuyn tip nu không cùng trong 1 vùng ph sóng. • Tiêu hao đng truyn ln. • B nhiu mt tri. 1.1.5 Dãi tn hot đng ca thông tin v tinh Thông tin v tinh s dng mt s dãi tn đc lit kê sau đây: Dãi tn Bandwidth Down link Ghz Uplink Ghz  F Ghz [...]... qua s _ SVTH: Tr 25/107 GVHD: Th.S Nguy Tr C H Lu Hình 1 0: H U TE Hình 1 1: L f : tiêu c h o : góc m Gi hi b Ta hãy xét hai tia, trong Pb k PF + PC = FO + OO’ (2-1) N c và + [ cos , ta có th - - (f - h)] = f + [f – (f – h)] _ SVTH: Tr 26/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr Suy ra: Ta nh = - 2 f 1 cos (2-2) ình c g t g C H Trong h... Giám sát mua bán ch Các l Các cơng ty khai thác d H U TE - C H - - Các tr - Các h - Các ngân hàng, cơng ty b - Các kho thu - Các nhà s - Các c ng - Ngành cơng nghi - S _ SVTH: Tr 14/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr C H KH H U TE THƠNG TIN V _ SVTH: Tr 15/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr 2 2.1 Các tiêu chu Standards - IESS) : ch... Ku-band X-band C: Dãi t na ch Dãi t Ku : Dãi t H U TE nhi C H Dãi t 7.90 – 8.40 dãi t -band r na nhà khoa h 1.1.6 Phân c Phân c - Gi Trong dãi t : - Polarization) và phân c Trong dãi t - V 1.2 H thơng tin liên l l _ SVTH: Tr 11/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr - dãi t - dãi t C, các tr Ku, các tr xu - H hi H U TE C H Satellite Satellite modem Tx station Hình 5: - Rx station... SVTH: Tr 16/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr Ngày nay, nhi Ipstar do Cơng Ty Shin Satellites (Th Lan) phát tri iDirect do Cơng ty iDirect Technologies (M s d GSM, Video Conferencing, Video Broadcatsing … SAT c Chu Tr H U TE 6/4 GHz, dùng cho các d C H B, C, D, E, F và G ): Chu n B : Tr Chu Tr Chu n D : Tr chu -1 ), và G/T = 31.7 dB cho - Chu _ SVTH: Tr 17/107 GVHD: Th.S... _ SVTH: Tr 20/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr 2.3.6 Antenna parabole Trong thơng tin v Antenna có nhi sóng mang t 2.4 C Ph Trong th c C H này, t m ay l 2.4.1 2.4.1.1 8 H U TE M Ngun t Tuy - Tín hi k combiner - Tín hi M tr verter online b l chuy t - Hai HPA có nhi hi tinh Ngõ ra c online g và tín hi _ SVTH: Tr 21/107 GVHD: Th.S Nguy Lu 2.4.1.2 Tr... SVTH: Tr 12/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr cơng ngh v 6 1 3 0 C H 5 9 3 0 6 0 3 0 U P LI N K F R E Q U AL L FR EQ UE NCI ES IN TH C B H U TE A Hình 6: 1.2.1 Các Các - Thu thơng tin v - ình - Qu - Gi - C - ình truy Các - Phát hình tr - Phát thanh qua v _ SVTH: Tr 13/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr Các - Các giao d - Internet - Truy - Nhu c - Giao d - Các h - Thơng tin. .. _ SVTH: Tr 23/107 GVHD: Th.S Nguy STANDARD EARTH STATION DIAGRAM Terminator Wave guide / Heliax cable Standby Down Converter Designed by NHN Lu Tr Hình 8: C 2.4.2 - V - T - Các kh - Các d h h Anten parabole H U TE 2.5 C H - Anten parabole là m 2.5.1 Kh Ta hãy kh _ SVTH: Tr 24/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr Hình 9: Theo hình trên, tiêu hyperbol... SVTH: Tr 18/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr ANTENNA RF signal LNA C H HPA RF signal DOWN CONVERTER H U TE UP CONVERTER IF signal 70/140 MHz IF FILTER IF FILTER IF signal 70/140 MHz MODULATOR DEMODULATOR DIGITAL signal BASEBAND PROCESSING BASEBAND PROCESSING BASEBAND signal Hình 7: _ SVTH: Tr 19/107 GVHD: Th.S Nguy Lu 2.3 Tr Ch 2.3.1 Kh Kh baseband processing: kh... TRONG ỐNG DẪN SÓNG TRÒN ĐK 54mm TE01 Hình 1 3: Theo hình trên, ta nh xu Các m GHz khơng có m GHz N _ SVTH: Tr 30/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr N m phân c c xác 2.6.4 Các Loa feed horn ru x parabol Các l C H phân c M H U TE h Hình 1 4: Giá tr Góc loe c M cc l _ SVTH: Tr 31/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr b feed và d Tóm l sóng ph... Hình 1 5: Sóng truy _ SVTH: Tr 32/107 GVHD: Th.S Nguy Lu Tr Sóng truy n phân c c tròn Trái - LHCP Sóng truy n phân c c tròn Ph i - RHCP 2.8 nên vi H U TE Anten p Sóng truy C H Hình 1 6: t d gây nhi u p -by-step tracking Trong k cao nh chuy chuy anten d N này v nc -by-step tracking s h c tín hi _ SVTH: Tr 33/107 GVHD: Th.S . _____________________________________________________________________________________ SVTH: Trn Quang Ngc 6/107 GVHD: Th.S Nguyn Huy Hùng 1 CHNG 01: TNG QUAN V THÔNG TIN V TINH 1.1 Khái nim c bn v thông tin v tinh: H thng thông tin liên lc gia 02. phng thc s dng thông tin v tinh là mt trong các phng thc đó mà ta s kho sát trong lun vn này. 1.1.1 H thng thông tin v tinh c bn Mt h thng thông tin v tinh có th đc. tinh. Chng hn nh chùm v tinh ca hãng Iridium cung cp dch v đin thoi di đng v tinh vi chùm 66 v tinh. Hãng GlobalStar có chùm 48 v tinh. Hình 3: Các loi qu đo v tinh